纳米碳复合镍锌动力电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种镍锌动力电池，尤其是涉及一种纳米碳复合镍锌动力电池，包括正极、负极、集电体、负极极片、正极极片、隔膜和电池外壳，其特征在于：在上述负极极片内固定有碳纳米管制成的小型储电器；本实用新型专利技术结构独特、电能量大、电容比造价低、充电速度快、储电能力加大、降低其充电要求、进一步缩短其充电时间，延长使用寿命。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

纳米碳复合镍锌动力电池
本技术涉及一种镍锌动力电池，尤其是涉及一种纳米碳复合镍锌 动力电池。技术背景 目前镍锌动力电池所用的电池负极的活性材料多为氧化锌或锌酸钙。 以氧化锌为活性材料的产品，重复循环时负极表面会产生严重的锌枝晶， 锌枝晶是指锌电极在充电后期，还产生像树枝状的沉积物，这种树枝状沉 积物有时可戮穿隔膜，引起电池内部短路，使电池寿命终止。此外，以氧 化锌为活性物质的极板还会产生锌电极变形，所谓的"锌电极变形"是指 在充放电循环过程中活性物质在电极表面重新分布，在一些位置上氧化锌 逐渐减少，甚至完全消耗;另一些部位氧化锌逐渐聚集，电极变厚。这是因 为放电时产生的可溶性锌酸盐密度较大，趋于下沉。随着充放电循环的进 行，电极上部消耗，大量的锌沉积于下部。变形的结果导致锌电极的有效 面积减少，容量降低。以锌酸钙为负极活性材料的动力电池，虽然解决了 锌枝晶的问题，但由于其电容小，不被大家所接受；并且现有产品的电池 容量小，不能满足人们的需求。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构独特、电能 量大、电容比造价低、充电速度快、储电能力加大、降低其充电要求、进 一步縮短其充电时间，延长使用寿命的纳米碳复合镍锌动力电池。 本技术通过如下方式实现 一种纳米碳复合镍锌动力电池，包括正极、负极、集电体、负极极片、 正极极片、隔膜和电池外壳，其特征在于在上述负极极片内固定有碳纳 米管制成的小型储电器；. 所述小型储电器通过沥青或其它有机黏合剂与所述负极极片黏合。 本技术有如下效果 1)结构独特、增大了电池的容量本技术在负极极板内加入以碳纳米管制成的小型储电器，根据碳纳米管自身的储电特性，以沥青或其他有机黏合剂黏合，利用碳纳米管中32个碳原子在亿分之一秒内可以捕 获一个电子的特性来提高其电容，以碳纳米管制成的小型储电器就相当于 电脑当中的存储器一样，碳纳米管容纳电子的速度为十亿分之一秒，这样， 不管是充电电流瞬间增大还是均匀充电，电池都将以同样的高效率将其吸 收。并且，在结构上改造一下它变具有能够放电和充电同时进行的优越性 能。这样电池的储电能力就相当于在另一方面被扩大，如在电动车中加入 一个太阳能发电装置，风能发电装置，或者自发电装置等电池由于有碳纳 米管的存在所以能够将产生的电流高效能的储存，即使是一点电流也不放 过。这样就在另一个程度上增大电池的容量。2) 应用范围广泛本技术当其作为动力电池时，由于纳米碳复 合镍锌动力电池的单位电压高，所以在单体电池组合成为动力电池时就可 以采用双层结构。这样增大电池容量的方法从二维的平面观拓展为三维的 立体方向，这样，整个电瓶的电容量就会呈数倍的增大趋势。此结构中， 下层电池以其壳内向外通出的气孔通道，排放气体。上层第一部分的负极 极板组与其下一部分的正极的极板组连接。这一部分的负极极板组再与下 一部分正极的极板组连接，依次类推，第一层的最后一部分与其下方的这 一部分按照负极极板组与正极极板组的办法向下继续连接，下层同上层的 连接方法。最后，剩下上层第一部分的正极极板组与其下方部分的负极极 板组分别作为电池的正负极和负极。这样，便成了一个双层结构的超大容 量电池。其中的串联线板为薄铜板，将它深埋于电池壳内；如果改造成为 双极板动力电池具有能够放电和充电同时进行的优越性能。这样电池的储 电能力就相当于在另一方面被扩大，如在电动车中加入一个太阳能发电装 置，风能发电装置，或者自发电装置等电池由于有碳纳米管的存在所以能 够将产生的电流高效能的储存，即使是一点电流也不放过。这样就在另一 个程度上增大电池的容量，解决了电动车的关键性问题。3) 电压高普通镍锌电池的额定电压在2V左右，而本技术提供 的镍锌动力电池单体额定工作电压在3.5V，比普通镍锌蓄电池、镍镉、镍 氢蓄电池的高单体额定工作电压都要高。4) 比能量高本技术提供的纳米碳复合镍锌动力电池，由于负极极片内固定有碳纳米管制成的小型储电器，其比能量可达到平均90Wh/kg以上，因为是混合材料所以用平均，远高于镍锌蓄电池的60 — 80Wh/kg，镍氢电池的40—60Wh/kg和镍镉电池的20—40Wh/kg，在同等 质量下可提供更大的能量。5) 充电时间短本技术由于负极极片内固定有碳纳米管制成的 小型储电器，利用其纳米管中32个碳原子在在亿分之一秒内可以捕获一 个电子的高速度可以大大縮短充电时间，充电速度以普通的电动摩托电瓶 来看纳米碳复合镍锌动力电池充电速度在40min以内，用脉冲方式将在30 分钟以内。普通的镍锌蓄电池充电时间一般为1小时，而铅酸电瓶更要达 8—9小时。6) 性价比高本技术由于负极极片内固定有碳纳米管制成的小 型储电器，由于单体电压高，在组合电池时可随着电压的升高，比普通镍 锌、镍镉、镍氢电池使用只数少，从而降低电池组的总成本。如采用4.8V 的电池组，用两只纳米碳复合镍锌动力电池做成的电池组，价格可以降低 10%。7) 循环次数多纳米碳复合镍锌动力电池在负极材料中采用了锌酸 钙作为活性物质，再加上碳纳米管形成的复合电极，减少了氧化锌的含量所以循环次数将得到大幅度提高， 一般循环次数将达到1500次以上。8) 适用范围广本技术还可以用于鉛酸电池、镍铬、镍氢电池以及锂电池上。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式一种纳米碳复合镍锌动力电池，包括正极l、负极2、集电体3、负极 极片4、正极极片7、隔膜6和电池外壳8，如图l所示在上述负极极片 4内固定有碳纳米管制成的小型储电器5，小型储电器5通过沥青或其它 有机黏合剂与所述负极极片4黏合。权利要求1.一种纳米碳复合镍锌动力电池，包括正极(1)、负极(2)、集电体(3)、负极极片(4)、正极极片(7)、隔膜(6)和电池外壳(8)，其特征在于在上述负极极片(4)内固定有碳纳米管制成的小型储电器(5)。2. 如权利要求1所述的纳米碳复合镍锌动力电池，其特征在于所 述小型储电器(5)通过沥青或其它有机黏合剂与所述负极极片(4)黏合。专利摘要本技术涉及一种镍锌动力电池，尤其是涉及一种纳米碳复合镍锌动力电池，包括正极、负极、集电体、负极极片、正极极片、隔膜和电池外壳，其特征在于在上述负极极片内固定有碳纳米管制成的小型储电器；本技术结构独特、电能量大、电容比造价低、充电速度快、储电能力加大、降低其充电要求、进一步缩短其充电时间，延长使用寿命。文档编号H01M4/24GK201178115SQ20082000810公开日2009年1月7日 申请日期2008年2月27日 优先权日2008年2月27日专利技术者凯 郭 申请人:凯 郭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米碳复合镍锌动力电池，包括正极（１）、负极（２）、集电体（３）、负极极片（４）、正极极片（７）、隔膜（６）和电池外壳（８），其特征在于：在上述负极极片（４）内固定有碳纳米管制成的小型储电器（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，
申请(专利权)人：郭凯，
类型：实用新型
国别省市：64[中国|宁夏]